西松建設技報 VOL.38
重要施設に近接した大断面・
大深度立坑における発破掘削 の施工報告
1.はじめに
本工事は,香港における地下鉄新線南港線工事のうち,
地下鉄本線トンネル(本線延長3.24 km),高架部(本
線延長0.22 km),香港公園換気立坑および南風換気塔
の建設工事である.本報告は,重要施設に隣接する香港 公園換気立坑において実施した大断面・大深度の発破掘 削について報告するものである.
2.工事概要
工 事 名: 香港地下鉄南港線 南風トンネル及び換気塔 建設工事
発 注 者:香港鉄路有限公司(MTRC) 工事場所:香港公園及び南風道
工 期:2011年5月18日〜2015年7月20日 香港公園換気塔掘削工事内容を表− 1に示す.
項目 単位 数量 備考
掘削深度 m 84.8
掘削断面積 m2 684.8 27 m×30 m馬蹄型 外周長 m 94.0
掘削土量 m3 8,000 機械掘削
44,500 発破掘削
火薬使用量 t 38 含水爆薬、エマルジョン ロックボルト 本 2,940 スウェレックスボルト
表− 1 工事内容(香港公園換気立坑掘削)
(1)現場周辺環境
香港公園換気立坑は香港島中心部の商業,住宅,官庁 街である金鐘(アドミラルティ)に位置し,英国文化協会,
シャングリラホテルを含む4軒の超高級ホテル等,重要 保全施設に隣接した周辺環境であった.そのため騒音・
振動規制が非常に厳しく,発破時間,重機稼働時間が制 限されたなかでの施工となり,作業サイクルを効率的に 進めるため入念な発破計画が必要となった.
(2)現場平面図、現場状況写真
現場平面図を図− 1に,現場状況を写真− 1に示す.
3.発破防護工
発破作業を開始するにあたり発破防護カバーを地上部 に設置した.パネルには30〜40 dB低減できる防音パ ネルを使用し,24時間の作業ができるようにした.
設置は約3ヶ月所要し,立坑を機械掘削により約8 m 掘削した後に開始し,掘削深度が発破開始位置に到達す るまでに完了した.
4.発破計画および実績
発破計画は立坑深度に応じ4区間に分け,それぞれの 制約条件を考慮し、2日で1発破のサイクルを目標とし,
掘削・発破パターンを決定した.立坑側面図および各区 間における掘削パターン断面図を図− 2に,また各区 間における施工実績を表− 2に示す.
各区間の特徴を以下に示す.
(1)A区間 深度11.6 m〜16.1 m区間
地上の近接構造物との離隔が十分に確保できないこと から、発破による振動制約より斉発量が0.2〜0.6 kgに 制限され,削孔長を0.6〜1.1 mとした.削孔長が短く 小塚 孝*
Takashi Kozuka
* 国際事業本部南港線地下鉄(出)
図− 1 現場平面図
写真− 1 現場状況
重要施設に近接した大断面・大深度立坑における発破掘削の施工報告 西松建設技報 VOL.38
2
バルクエマルジョンが使用できないため,カートリッジ タイプ含水爆薬の使用を必要とした.また火薬運搬許可 の規制により装薬量が120 kgと制限されたため,切羽 を4分割にする必要があった.さらに発破時間は鉱山局 立会の下16時〜17時と制限された.
(2)B区間 深度16.1 m〜23.1 m区間
バルクエマルジョンの使用が可能となり,1発破当り 装薬量が増加できたため切羽を3分割とした.このため 斉発量を0.8〜1.1 kg,で削孔長1.5〜1.7 mとした.
(3)C区間 深度23.1 m〜30.1 m区間
斉発量が1.2〜1.4 kgに増加できたため,削孔長を1.7
〜2.0 mとし,切羽を2分割とした.発破時間は16〜
17時としていたが,騒音規制のため19時〜翌7時まで クレーン作業ができず,装薬,ズリ出し作業に大きく影 響し,目標とする発破サイクルを達成することができな かった.
(4)D区間 深度30.1 m〜71.6 m区間
発破パターンはC区間と同じく削孔長2.0 m,切羽を
2分割とした.ただし,C区間にて問題となっていた装薬,
ズリ出し作業の効率化を考え,発破時間を20〜21時に 変更した.その結果目標としていた2日で1発破のサイ クルを概ね達成することができた.
2日で1発破の目標サイクルに対しては,全区間の平 均で1発破/2.2日の実績となった.C区間においては ズリ出しサイクルの遅れによる影響で,1発破/2.5日で あったが,その後のD区間においては発破作業を夜間 に実施することにより改善できた.稼働日当たりの進行 に関しては,A区間において火薬使用量の制限が大きく 進行に影響した.その後は,切羽を3分割から2分割に 変更することにより,稼働日当たりの進捗が60%改善 され、また発破を夜間に行うことにより施工サイクルを 効率化し,20%改善された.
以下に,機械掘削および発破掘削の月進グラフを示す.
図− 3 掘削月進グラフ
香港では非電気式雷管の使用が主流であり,秒時差の 管理および結束が容易なベンチ発破に適したDual Delay 雷管を使用し,装薬作業の簡素化を図った.
また,立坑掘削において深度が深くになるにつれ,揚 重作業がクリティカルとなりサイクルの低下が懸念され た.当現場では,施工サイクルに最適な発破計画(分割 数,削孔数、削孔長)を検討し実施した.さらに,飛石 方向を考慮した発破順序を計画することにより,発破時 における重機の地上への退避を極力減らし,ズリ出しサ イクルの向上を図った.
5.おわりに
都市部における立坑発破は日本ではあまり前例がなく,
また香港においても鉱山局,環境局および発注者が注目 する工事となった.発破計画から日々のサイクルを検討,
改善することにより掘削開始から無事故で完了すること ができ,発注者からの信頼を得ることができた.
図− 2 立坑側面図,断面図
区間 区間長
(m)
発破当り進行
(m/発破)
稼働日当り進行
(m/日)
発破サイクル
(日)
A 4.5 0.18 0.09 2.1
B 7.0 0.47 0.22 2.1
C 7.0 0.88 0.35 2.5
D 41.5 0.94 0.42 2.2
表− 2 区間別掘削実績